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ひでかかみこ
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1 名古屋学院大学論集人文自然科学篇第 48 巻第 1 号 (2011 年 7 月 ) 野球投球における上肢体幹運動の慣性センサ計測齋藤健治 1, 渡辺正和 2, 井上一彦 3, 井上伸一 4, 酒井淳一 1, 竹田 1 忠紘 Abstract Motion analyses of baseball pitch were executed with several inertial sensors such as accelerometers and gyro sensors. Subjects who consisted of four college baseball pitchers and two high school baseball pitchers participated in this study. They were put thirteen accelerometers on hand, upper limb and heel of stride foot, and two gyro sensors on trunk. The time of ball-release was extracted with strain gauges put on the nails of second and third fingers. The accelerations and the angular velocities generated by motions of some joints of trunk, shoulder, elbow and wrist were calculated from the data recorded with the sensors mentioned above. As the results of these measurements and analyses, some characteristics about kinematics of joint motions during baseball pitch were clarified. For example, the angular velocity of trunk rotation and upper-arm during late cocking phase and the angular velocity of internal rotation of shoulder during acceleration phase were significantly related to ball speed. 1. はじめに野球の投球動作に関する研究は, 三次元動作解析法によるものが主流となっているが 1 10), 筋電図法によるもの 11 18) や慣性センサ等を用いたもの 19 23) も散見される三次元動作解析法は, 身体各部の運動に関する多数の情報が同時に得られるだけでなく, 実験試技において, 被験者を計測器やケーブルなどで拘束する不都合がないしたがって, 精度の問題は残るにしても, 実ゲームにおけるパフォーマンス計測も可能である 24) 一方, 多数の被験者からデータを取得したい場合や, 同一個人から多数回に及ぶデータを取得したい場合は, 小型センサ計測が有効であるさらに, 特定の部位に焦点を当てる場合, 例えば, 前腕回内外や肩内外旋などの回転半径の小さい運動に焦点を絞って調べたい場合も, センサ計測は有効である 25) ところで, 計測手法に関わらず, 投球動作に関する研究の目的は大きく三つに分けることができる一つは, 投球動作の運動学力学的な記述二つ目はコーチング応用, 三つ目は肩や肘の障害予防であるしかしこれらは, 互いに関連しあってもいる例えば, 運動学的力学的記述は基礎となるものであり, コーチング応用においても, 障害予防においても欠かせないまた, コーチング応用においても障害予防を視野に入れる必要がある 1 名古屋学院大学スポーツ健康学部 2 福岡大学スポーツ科学部 3 岩手県立大学 4 佐賀大学文化教育学部 33

2 名古屋学院大学論集ここでは, 二つ目のコーチング応用を目標におき, そのための知見を得るために計測を行った上述したように, 数多くの研究成果により投球動作の記述や理解は深まってきたが, それらは, 一般的な投球動作としての運動学的力学的記述に重きをおいているとみられる多様で未完成な投動作や同一個人内での変動が多数観察されるアマチュア野球においては, 動作の改善は非常に重要な課題であるが, 実際のところ, 上述のような分析知見が生かされる例はほとんどない 26) そのようなシステムは, 動作の本質を捉えたできるだけ簡易なものとして模索する必要がある例えば, 体重移動, 体軸, 体軸まわりの回旋運動, バックスイング, トップポジションのタイミング, 腕振り等, 個々の動きに焦点を当てれば, 大がかりな計測システムは必要ないただし, 個々の動作が全体のなかでどのように従属的に達成されているかの知見は必要である本研究では, 主たる個々の動作をまとめて計測することにより, 個々の計測の可能性と計測項目間の従属関係についての知見を得ることを目的とし, 加速度センサとジャイロセンサにより上肢体幹の動作を計測した 2. 方法 2 1. センサ配置図 1に指と手へのセンサ装着の模式図を示す第 Ⅱ 指と第 Ⅲ 指の爪に, ボールリリース検出のためにひずみゲージ ( 共和電業社製 KFG 1N 120 C1 11) を貼付し, それぞれの中節骨部位と手背中央部に加速度センサ (Analog Devices 社製 ADXL193,±250G) を貼付した手背に続く手首部位には, 三軸方向の加速度, つまり橈側尺側方向, 前腕長軸方向 ( 図中 A), 手背手掌方向 ( 図中 B) の加速度を検出するために加速度センサ (Analog Devices 社製 ADXL193,±120G) を装着したさらに, 手首の橈側 ( 図中 C) と尺側 ( 図中 D) に 8.7cmの距離で, 前腕回内外の回転の接線方向に感度方向を合わせて ( 正負は逆 ) 加速度センサを配置したまた, 前腕部近位において, 図中 Aと同様,A から10cm 離した位置で長軸方向の加速度を計測した ( 図中 E) 図 2に上腕部へのセンサ装着の模式図を示す上腕長軸に沿って遠位部 ( 図中 A) と近位部 ( 図中 B) に加速度センサ (Analog Devices 社製 ADXL150,±50G) を装着したまた, 上腕部の回転 ( 肩の内外旋 ) 方向に感度方向を合わせて, 加速度センサ (Analog Devices 社図 1 投球側の第 Ⅱ 指と第 Ⅲ 指の爪にひずみゲージ, 手部と前腕に 9 個の加速度センサを配置 34

野球投球における上肢体幹運動の慣性センサ計測図 2 肩関節の内外旋および腕振りの角速度, 角加速度を計測するため,4 個の加速度センサを上腕部に配置図 3 体幹の回旋, 前後傾の角速度を計測するため, 背部に二軸用ジャイロセンサを配置写真 1 センサ装着の例左 :a 腰部,b 大腿部にジャイロセンサを装着右 : 踏み出し足踵には三軸加速度センサを装着

腰部と右大腿外側部にジャイロセンサ (InvenSense 社製 IDG 300,± 500deg/ s) を装着し, 腰部の回旋と股関節の内外旋を含む大腿外側部の回転を計測した ( 写真 1) また, 踏み出し足踵に加速度センサ (Freescale 社製 MMA7260,±6G) を装着し, 前足着地の状態を検出した ( 写真 1) 計測信号は計

3 野球投球における上肢体幹運動の慣性センサ計測図 2 肩関節の内外旋および腕振りの角速度, 角加速度を計測するため,4 個の加速度センサを上腕部に配置図 3 体幹の回旋, 前後傾の角速度を計測するため, 背部に二軸用ジャイロセンサを配置写真 1 センサ装着の例左 :a 腰部,b 大腿部にジャイロセンサを装着右 : 踏み出し足踵には三軸加速度センサを装着加速度センサの感度方向のうち z 軸はつま先踵の前後方向製 ADXL190,±100G) を配置した ( 図中 C, D) 図 3に体幹背部へのセンサ装着の模式図を示す体幹長軸 ( 立位鉛直軸 ) と体幹左右軸に感度軸が合うように, ジャイロセンサ ( マイクロストーン社製 MG2 01Da RDB,±4,000deg/ s)1 個を装着した上記以外に, 腰部と右大腿外側部にジャイロセンサ (InvenSense 社製 IDG 300,± 500deg/ s) を装着し, 腰部の回旋と股関節の内外旋を含む大腿外側部の回転を計測した ( 写真 1) また, 踏み出し足踵に加速度センサ (Freescale 社製 MMA7260,±6G) を装着し, 前足着地の状態を検出した ( 写真 1) 計測信号は計 22チャンネルとなった 2 2. 試技および計測大学野球部に所属する投手 4 名 ( 右上手投げ2 名, 右横手投げ2 名 ) に, 室内に設置している前方 5mのネットに向かって, そして高校野球部に所属する投手 2 名 ( 右上手投げ1 名, 左上手投げ1 名 ) には, 正規の距離で捕手に向かって, 次のような試技を行わせた 1 投球スピード漸増で5 球の投球,2 最大に近い努力で 35

4 名古屋学院大学論集 10~20 球の投球であったこれらの間, 被験者前方 ( 投球方向 ) と側方 ( 三塁側 ) から,300fpsで高速ビデオ撮影 (CASIO 社製,Exilim) したまた, 投球方向において, スピードガンにより投球スピードを計測したこのような試技において計測された22チャンネルのセンサ信号は, サンプリング周波数 1,000Hz, 精度 16bitでA/D 変換しコンピュータに取り込んだ取り込んだ信号は, 遮断周波数 20Hzのローパスフィルタをかけた後, 以下に示す方法により角速度や角加速度も求めた 2 3. 角速度, 角加速度計算図 1のセンサA,E( あるいは図 2のセンサ A,B) で計測される加速度をそれぞれA z1,a z2 とすると (zは前腕あるいは上腕の長軸方向の軸 ), A z1 =R -g+(ρ+d)(ω 2 x+ω 2 y) (1) A z2 =R -g+ρ(ω 2 x+ω 2 y) A z1 -A z2 =d(ω 2 x+ω 2 y) (2) = ω 2 x+ω 2 =(A y Z1-A Z2 )/d (3) と表される 25) ここで,R は並進加速度,g は重力加速度,ρは回転中心からセンサまでの距離,d は両センサ間の距離で, 図 1では10cm, 図 2では6cmである ω x,ω y はともにz 軸に垂直なx 軸およびy 軸まわりの角速度であるしたがって,(3) 式で表されるは, 投動作中のあらゆる腕振り ( 長軸まわりの回転運動を除く ) 時に, 前腕部 ( あるいは上腕部 ) で計測される角速度である一方, 図 1のセンサC,D( あるいは図 2のセンサC,D) で計測される加速度をそれぞれ A 1,A 2 とすると, A 1 =R -g+ω x ω y ρ+a z ρ A 2 =R -g+ω x ω y ρ-a z ρ (4) と表されるここで,a z は前腕あるいは上腕長軸まわりの角加速度であるしたがって, A 1 -A 2 =2ρ a z (5) a z = A 1-A 2 2ρ (6) となるただし, 回転軸から両センサまでの距離が等しいことを前提としているこのようにして求めた角加速度を積分することで, 前腕長軸まわりの回転運動 ( 前腕の回内外 ) と上腕長軸まわりの回転運動 ( 肩の内外旋 ) の角速度を求めた 3. 結果投球動作の一般的な局面分けについて図 4 に示す投球開始から踏み出し足接地までを early cocking, 踏み出し足接地後から投球腕の肩関節最大外旋 (Maximum external rotation; MER) までをlate cocking,merからボールリリースまでを加速期, ボールリリース後を follow throughとするこの図の例では, ボールリリースを0msとして,early cocking 期は約 1,500ms ~ 約 -200ms,late cocking 期は約 -200ms ~ 約 -50ms, 加速期は約 -50ms~ 0ms,follow through 期は0ms~となっている 3 1. 投球スピード投球スピードの被験者全体の平均は98.0± 12.5km/h(65km/h~115km/h) であった被験者別 (A~F) の平均, スピード範囲については表 1に示した 36

5 野球投球における上肢体幹運動の慣性センサ計測図 4 投球動作の一例による局面説明図 0ms がボールリリース表 1 被験者別の投球スピードの平均値, 最大値, および最小値単位は km/h 被験者平均最大最小 A B C D E F 97.1± ± ± ± ± ± 表 2 第 Ⅱ,Ⅲ 指, および手背部で計測した加速度ピーク値の, 被験者 6 人の平均値, 最大値および最小値単位は G 第 Ⅱ 指加速度第 Ⅲ 指加速度手背部加速度平均最大最小 126.3± ± ± 図 6 には, 投球スピードと第 Ⅱ 指および手背部で計測した加速度との関係を示すともに直 3 2. 上肢で計測した加速度図 5に指, 手, 前腕および上腕に装着した加線関係が強いとはいえないが, 第 Ⅱ 指の方が比較的直線関係が強かった速度センサにより計測した加速度を, 全被験者について重ねて示す概ね, 被験者間の違いは認められず, ボールリリース直後のfollow through 期に加速度ピークが現れる傾向にあったなかでも, 腕振りの遠心方向に相当する指の加速度が最も大きかった ( 約 140G) 次いで手背部, そして手首遠心方向加速度, 手首および上腕の回旋方向の加速度が大きかった第 Ⅱ 指, 第 Ⅲ 指および手背部で計測した加速度ピーク値の平均, 最大および最小について表 2に示 3 3. 踏み出し足踵の加速度踏み出し前後, すなわちearly cocking 終盤とlate cocking 初期における加速度の変化は被験者毎に異なり, 一定のパターンは認められなかった ( 図 7a) そこで, ビデオ画像と照合することにより, 踏み出し足の踏み出し足接地タイミングは, 左右方向の加速度のゼロクロス時刻にあたることが確認されたが ( 図 7b 矢印 ), 加速度波形だけからの判別は困難であったす 37

6 名古屋学院大学論集図 5 第 Ⅱ,Ⅲ 指中節骨部, 手背部, 手首および上腕部で計測した加速度全被験者の重ね描き 0ms がボールリリース図 6 投球スピードと,(a) 第 Ⅱ 指,(b) 手背部で計測した加速度最大値との関係被験者 6 人分のプロット 38

7 野球投球における上肢体幹運動の慣性センサ計測図 7 (a) 踏み出し足踵で計測した三軸の加速度の全被験者の重ね描き (b)y 方向の加速度と踏み出し足接地の関係矢印が接地時刻を示す 0ms がボールリリース時刻図 8 第 Ⅱ 指, 第 Ⅲ 指の爪に貼付したひずみゲージの出力 3 4. ボールリリース前後の爪ひずみ図 8に, 第 Ⅱ 指, 第 Ⅲ 指に貼付したひずみゲージの出力例を示す late cocking 期, 加速期からボールリリースにかけて, 爪表面の圧縮ひずみが徐々に大きくなり, リリース近辺で圧縮ひずみの急激な増大とその解放がみられたこの圧縮ひずみの解放を, ボールリリースのタイミングと判別することができたまた, この例のように, ボールリリース直前に一旦握りを緩める位相が認められることがあった 3 5. 体幹と軸脚大腿外側部の角速度図 9に, ジャイロセンサにより計測した体幹上部と腰部の角速度の一例を, 全被験者について示す全被験者において, ボールリリース前約 300ms(late cocking 終盤 ) で腰部の左回旋 ( 頭上からみて反時計回り ) が始まり, 次いで体幹上部の左回旋, 最後に体幹の前傾が起こるという, 一定のパターンが認められたこのなかで, 腰部の角速度の変化には被験者間で大きな違いが認められなかったが, 体幹上部で計測した回旋と前後傾の角速度には被験者間の違いがいくつか認められた大学生上手投げ ( 被験者 A,B) と横手投げ ( 被験者 C,F) で, 左右回旋のパターンの違いが認められたすなわち, 上手投げでは, 左右回旋の角速度が比較的小さめ (700~900deg/s) で単峰性のパターンを示したのに対し, 横手投げでは, 回旋の角速度が大きめで ( 約 1,300deg/s), 極小値をもつ二峰性のパターンを示した前傾の角速度も上手投げの被験者より横手投げで大きかったしかし, いずれの角速度もボールリリースでは小さくなっている点で共通していたしかし, 高校生投手では,late cocking 期やfollow through 期における前後傾の角速度の変動が大きいパターン ( 被験者 E) や, 角速度最大のままでボールリリースを迎えるといったパターン 39

8 名古屋学院大学論集図 9 ジャイロセンサにより計測した, 各被験者の体幹上部の左右回旋と前後傾, および腰部回旋の角速度の例 0ms がボールリリース表 3 体幹, 上肢の関節運動による角速度ピーク値被験者 6 人の平均値, 最大値および最小値単位は deg/s 平均最大最小体幹回旋体幹前傾腰部回旋前腕部 ( 腕振り ) 上腕部 ( 腕振り ) 前腕回内肩内旋 1,068.6± ± ± ,951.9± ,559.0± ,374.7± ,036.1± , , , , , , , , , ,955.1 ( 被験者 D) が認められた体幹左回旋角速度ピーク値の平均は1,068.6 ±328.7deg/s, 体幹前傾のそれは 836.2± 413.8deg/s, 腰部左回旋のそれは 455.6± 141.7deg/sであった ( 表 3) 図 10に, 投球スピードと体幹上部の左回旋, 前傾, および腰部左回旋の角速度ピーク値との関係を示す体幹左回旋と腰部左回旋が, 体幹前傾よりも相対的に投球スピードとの相関が高かった軸脚大腿外側部の角速度は, 腰部の角速度とほぼ同様のパターンを示した 40

9 野球投球における上肢体幹運動の慣性センサ計測図 10 投球スピードと,(a) 体幹左回旋,(b) 体幹前傾, および (c) 腰部左回旋の角速度最大値との関係被験者 6 人の投球スピード漸増試技と全力投球試技のプロット図 11 加速度センサにより計測した加速度から計算した, 各被験者の, 腕振りによる前腕部と上腕部の角速度, 前腕回内外, および肩の内外旋の角速度の例 0ms がボールリリース 3 6. 腕振り, 上肢長軸まわりの角速度図 11に, 加速度計測値から計算した, 腕振りによる前腕部と上腕部の角速度, 前腕回内外角速度, および肩内外旋角速度について被験者毎の一例を示す腕振りによる前腕部の角速度は全ての被験者に共通して,late cocking 終盤および加速期に増大し, ボールリリースにおいてピーク値あるいは極大値となった腕振りによる上腕部の角速度は,late cocking 期および加速期に増大し, 角速度がほぼゼロに近い状態でボールリリースを迎え, 再びfollow through 期で増大していたただし, 被験者 Cは,late cocking 期にボールリリース近辺より大きな前腕部の角速度がみられ, 上腕部の角速度にはボールリリース時の低下がみられなかった前腕部の角速度ピーク 41

10 名古屋学院大学論集図 12 投球スピードと,(a) 腕振りによる前腕部角速度,(b) 腕振りによる上腕部角速度, (c) 前腕回内角速度, および (d) 肩内旋角速度の最大値との関係被験者 6 人の投球スピード漸増試技と全力投球試技のプロット値の平均は2,951.9±474.8deg/s, 上腕部のそれは,1,559.0±145.0deg/sであった( 表 3) 前腕回内外と肩内外旋は, 類似した角速度パターンを示したすなわち,late cockingでは, 回外および外旋運動が主となり, 加速期では回内および内旋運動へと転じていた回内と内旋のどちらの運動が先行するかは被験者によるものの, どちらも全ての被験者でボールリリース直後のfollow through 初期に角速度ピークとなっていた前腕回内角速度ピーク値の平均は 5,374.7±684.0deg/s, 肩内旋のそれは5,036.1 ±491.4deg/sであった ( 表 3) 図 12に, 投球スピードと上肢における角速度ピーク値との関係を示す腕振りによる上腕部の角速度と肩内旋角速度と投球スピードとの相関が高かったが, 腕振りによる前腕部の角速度および回内角速度と投球スピードの相関は低かった 4. 考察図 4で概説し, 以下でも現れる各投球動作局面での関節運動について, 図 13に動作モデルで示す 4 1. 計測分析結果と投動作 Fleisig ら 7),Stodden ら 27),Escamilla ら 28) は,late cocking 期の腰部回旋角速度や, 加速期の上胴の回旋角速度および肘伸展角速度が投球スピードと相関があることを示しているまた,Stoddenら 29) は, 投球スピードの増大とともに, 踏み出し足接地時の肩の水平内転角と加速期における肩の外転角が有意に減少し, ボールリリース時の体幹前傾角度が有意に増大する 42

11 野球投球における上肢体幹運動の慣性センサ計測図 13 体幹右上肢モデルによる各投球動作局面で起こる関節運動の説明図中番号 1~6, 10 は側面図のみ, 図中番号 7,8 は側面図と正面図の両方, 図中番号 9 は正面図のみによる説明図中番号 9 2 のように体幹が左に傾けば, オーバーハンドあるいはスリークォータースローになると報告しているこれらのなかで, 投球スピードの増大とともに加速期の上胴の回旋角速度が増大するという結果は, 体幹の回旋や腕振りによる上腕部の角速度ピーク値が, 投球スピードと相関があったという本研究の結果に一致するものであるこのことから,Stoddenら 27) が述べているように,late cocking 期の体幹回旋は, 投球スピード増大のために重要な運動であるといえるまた,late cocking 期の体幹回旋は腕振りの強さに関係するだけでなく, 肩の外旋運動にも影響するすなわち, トップポジション ( 図 13の5) から体幹の回旋により肩が水平外転 ( 図 13の6~7) を起こし, 次いで, 肩の外旋が引き起こされてMERを迎えるボールリリースに際しては外旋した肩がひねり戻しで内旋 ( 図 13の9) する必要があるが ( 肘の伸展と合わせて, 俗にいう腕のしなり ),MERからボールリリースへの肩内旋運動も投球スピードとの相関が示されている 30) 本研究においても, 肩内旋角速度ピーク値と投球スピードの間には比較的高い相関が認められ, この運動の重要性が示された一方,Stoddenら 31) は, オーバースローにおいて, ボールリリース時の体幹の前傾角度も非常に重要であることを示唆しているが, 本研究においては, 体幹前傾角速度と投球スピードとの相関がそれほど高くなく, この点においては今後の検討の余地が残された前腕回内 ( 図 13の9) は, 投球動作のほぼ最終局面に位置する関節運動であるため, それまでの関節運動の総決算ともいえるしたがって, 投球スピードに比例した角速度の増大が期待されるが, ほぼ同時期に起こる肩内旋角速度 43

12 名古屋学院大学論集が投球スピードと比較的相関が高かったのに比べ, 前腕回内角速度は相関が低かった前腕回内については,Barrentineら 6) や斎藤ら 17) の報告が散見できる程度で比較検討できる材料が少ない運動タイミングを表す時間パラメータ ( 踏み出し足接地からボールリリースまでを正規化したもの ) は, 投球スピードに相関しないという報告 7),28) がある Fleisigら 7) は, 中学生, 高校生, 大学生, プロの投手の間には, 投球スピードには有意な差があるにもかかわらず, 腰部回旋, 体幹上部回旋, 肩関節内旋, 肘関節伸展の角速度が最大となる時間に差はなかったと報告している一方で,Stoddenら 29) は, 腰部回旋や体幹上部回旋, 肘関節伸展の角速度最大の時間は同様に投球スピードに相関しないとしながら, 肩の水平内転角最大の時間, および肩の内旋角速度最大の時間は投球スピードに有意に相関する ( それぞれ増大および減少する, つまりボールリリースに近づく ) と報告しているこのように, 投球動作中の関節運動のタイミングは, 概ね投球スピードに相関しないと考えられるが, ボールリリース近辺の動きは非常に高速であるため, さらに精査する必要がある一方, 各関節運動の生起タイミングや運動速度 ( 角速度 ) 最大のタイミングは, 運動全体のなかでの順序性や従属性の情報も含んでおり, 運動の質の良否に関する判断材料になり得る表 4に,4 人の被験者のある一試技について,early cocking 期 ~late cocking 期 ~ 加速期 ~follow through 期の順に開始する主な動作の, 開始時間, 角速度ピーク時間, および動作によってはボールリリース前あるいはボールリリース後に極小値, 極大値をとるものの時間を示している動作の順序性は, 概ね被験者間に差はないものの, ボールリリースに対するその開始時間, ピーク時間は個体間差が認められたこれら時間のバラツキが一般的に大きいのか小さいのか, あるいはどの程度外れた値なのかは今後, データ数を増やして検討する必要があるしかし, 例えば, 踏み出し足接地の時間と体幹左回旋の時間を, 踏み出し足接地時間を 0%, ボールリリース時間を100% としてみると, 被験者 Cの左回旋時間は32.7% なのに対し, 被験者 Fのそれは0% であるといった動きの順序性従属性の違いが容易に分かる運動学的には, 被験者 Fは踏み出し足接地と同時に左回旋を起こして ( 図 13の5) 投球しており, 被験者 Cに比べ, 体幹のひねりを利用した動作が不完全, あるいはボールを加速する距離が短いということが示唆されるさらに, この早いタイミングの左回旋は体幹前傾 ( 図 13の8) のタイミングも早めており, 被験者 Cでは, 81.6% であるのに対し, 被験者 Fでは69.3% の時刻に体幹前傾の角速度が最大となっているつまり, 俗にいう突っ込みの姿勢となっており, 中枢から末梢への運動連鎖のなかでボールに大きなエネルギーを伝達するという意味では不利な動きとなっているこの被験者 F に似た動きは被験者 Aでも観察できるまた, 被験者 Fでは, 体幹前傾のタイミングと肩関節 MER( 図 13の7) のタイミングが逆転しており, このような動きも, 踏み出し足接地と体幹左回旋のタイミングの問題に帰着できるかも知れない 4 2. 投球動作分析のためのセンサ計測の適用課題斎藤ら 20,21) は, 投球側の手首に三軸の加速度センサを装着することにより, とくにボールリリース前後 ( 加速期とfollow through 期 ) に焦点を当て, 加速度パターンからの投球動作タ 44

13 野球投球における上肢体幹運動の慣性センサ計測表 4 4 人の被験者の一試技についての, 投球動作中に起こる主な運動のタイミング単位は ms で, ボールリリースを 0ms とする右列の運動の開始でみた動作局面運動開始ピークリリース前極大 Subj. A Subj. B Subj. C Subj. F リリース前極小開始ピークリリース前極大リリース前極小開始ピーク開始ピークリリース前極小 Early cocking 期肩外旋腰左回旋前足接地体幹左回旋 Late cocking 期肩水平内転前腕回外前腕部 ( 腕振り ) 体幹前傾最大外旋位加速期肩内旋前腕回内

14 名古屋学院大学論集イプの分類や, 投球スピードの推定を行っているしかし, 動作全体との関連づけが行われていないため, 投球動作タイプ分類としては不十分であるまた, 投球スピードの推定では, 三軸の加速度データから有意な推定結果を得ているが, 推定のためには, 手首よりボールに近い指先のデータの方が有利であると考えられるところが, 本研究では第 Ⅱ 指加速度と投球スピードとの相関係数が0.5に満たなかった本研究で用いたセンサの感度方向が指の長軸方向のみであったという点と, 投球者の技術的な問題で, 指の加速度がそのままボールに生かされる ( エネルギーが指からボールへそのまま伝えられる ) とは限らないという点で, 検討の余地が残されているさらに推定精度を上げるためには, 例えば, ボールリリース時のボールと指先との接触状態を検討する必要もあると考えられる 23) 本研究では, ボールリリースの検出のためだけに爪ひずみの検出を行ったが, 貼付するひずみゲージの数を増やせば, 爪表面でのひずみの状態 ( 圧縮や引っ張り ) から, ボールリリース時のボールと指との接触 ( 離れ ) や力を直接に近い条件で知ることができるまた, 軸脚 ( 右投げなら右脚 ) のバランスや踏み出し脚への体重移動の状態などは, 靴ソールに感圧シートなどの圧力センサを敷設することで検出することができる体重移動は, 動作の基本で比較的シンプルな計測課題であるが, 三次元動作分析法と合わせて検討することにより, 感圧シートよりも簡便な計測方法が見つかる可能性があるセンサのメリットは, 計測器がコンパクト, 安価であり, 練習指導現場で日常的に利用できる点にあるこれには, センサの小型化や無線化といった技術的課題の解決が前提となるが, それが達成されれば, 練習, 試合を問わずデータの蓄積が可能となり, 技術指導やメディカルケアを含めたコーチングの強力な武器になるそのためには, この目的のためには, どの部位の運動計測が必要になるかという点も合わせて明らかにしていく必要がある本研究では, 上肢体幹を中心に22チャンネルのセンサ計測を行ったが, チャンネル数の多さが被験者の拘束につながり, 必ずしも全力投球が実行できたわけではないただし, センサ計測の可能性と重要性を示すことで, 将来的には, 目的に合わせた少数の適切な計測部囲が目的別に選択できるようになることが期待される謝辞実験にご協力頂いた長野県立松本深志高校教諭茶城啓二氏に感謝いたします文献 1) Elliott, B., Grove, J. R., Gibson, B. and Thurston, B. (1986) A three-dimensional cinematographic analysis of the fastball and curveball pitches in baseball, Int. J. Sport Biomech., 2, ) Feltner, M. and Dapena, J. (1986) Dynamics of the shoulder and elbow joints of the throwing arm during a baseball pitch, Int. J. Sport Biomech., 2, ) 桜井伸二, 池上康男, 矢部京之助, 岡本敦, 豊島進太郎 (1990) 野球の投手の投動作の3 次元動作解析, 体育学研究,Vol. 35 pp ) Sakurai, S., Ikegami, Y., Okamoto, A., Yabe, K. and Toyoshima, S. (1993) A threedimensional cinematographic analysis of upper limb movement during fastball and curveball 46

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16 名古屋学院大学論集ドヒューマンダイナミクス 2010 講演論文集, )Escamilla, R. F., Fleisig, G. S., Zheng, N., Barrentine, S. W. and Andrews, J. R. (2001) Kinematic comparisons of 1996 olympic baseball pitchers, J. Sports Sci., 19, ) 太田憲, 仰木裕嗣, 木村広, 廣津信義 (2005) データサイエンスシリーズ11スポーツデータ, 共立出版,pp ) 宮西智久, 森本吉謙 (2007) 大学野球投手におけるピッチング動作の改善事例 : 投球技術指導前後のトレーニング効果, 体育学研究,52, )Stodden, D. F., Fleisig, G. S., McLean, S. P., Lyman, S. L. and Andrews, J. R. (2001) Relationship of pelvis and upper torso kinematics to pitched baseball velocity, J. Appl. Biomech., 17(2), )Escamilla, R. F., Fleisig, G. S., Barrentine, S. W., Andrews, J. R., Moorman, C. (2002) Kinematic and kinetic comparisons between American and Korean professional baseball pitchers, Sports Biomech., 1(2), )Stodden, D. F., Fleisig, G. S., McLean, S. P. and Andrews, J. R. (2005) Relationship of biomechanical factors to baseball pitching velocity: within pitcher variation, J. Appl. Biomech., 21(1), )Stodden, D. F., Fleisig, G. S., Langendorfer, S. J. and Andrews, J. R. (2006) Kinematic constraints in overarm throwing: part II: upper extremity actions, Res. Quart. Ex. Sport, 77(4), )Stodden, D. F., Langendofger, S. J., Fleisig, G. S. and Andrews, J. R. (2006) Kinematic constraints associated with the acquisition of overarm throwing part I: Step and trunk actions, Res. Quart. Ex. Sport, 77(4),

スポーツ医科学-no25.indb

スポーツ医科学-no25.indb 野球のピッチングにおける投法の違いが動作に与える影響山田洋 ( 体育学部体育学科 ) 長尾秀行 ( 大学院総合理工学研究科 ) 小松真二 ( 大学院体育学研究科 ) 内山秀一 ( 体育学部体育学科 ) 小河原慶太 ( 体育学部体育学科 ) Effect of Differences in the Baseball Pitching Position on the Pitching Motion